package Offer10;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 斐波那契数列
 * 写一个函数，输入 n ，求斐波那契（Fibonacci）数列的第 n 项（即 F(N)）。斐波那契数列的定义如下：
 * F(0) = 0,   F(1) = 1
 * F(N) = F(N - 1) + F(N - 2), 其中 N > 1.
 * 答案需要取模 1e9+7（1000000007），如计算初始结果为：1000000008，请返回 1。
 *
 * @author 23737
 * @time 2021.10.20
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Solution().fib(43));
        System.out.println(new SolutionTwo().fib(43));
        System.out.println(new SolutionThree().fib(43));
    }
}

/**
 * 常规解法
 */
class Solution {
    public int fib(int n) {
        final int MODE = 1000000007;
        if (n == 0) return 0;
        if (n == 1) return 1;
        int q = 0, p = 0, r = 1;
        for (int i = 2; i <= n; i++) {
            p = q;
            q = r;
            r = (p + q) % MODE;
        }
        return r;
    }
}

/**
 * 递归求解
 * 会超时，因为要计算很多重复的值
 */
class SolutionTwo {
    public int fib(int n) {
        final int MODE = 1000000007;
        if (n == 0) return 0;
        if (n == 1) return 1;
        int num = 0;
        if (n >= 2) {
            num += fib(n - 1) + fib(n - 2);
        }
        return num % MODE;
    }
}

/**
 * 递归不超时
 */
class SolutionThree{
    int constant = 1000000007;
    public int fib(int n) {
        return fib(n, new HashMap());
    }
    public int fib(int n, Map<Integer, Integer> map) {
        if (n < 2)
            return n;
        if (map.containsKey(n))
            return map.get(n);
        //使用map来进行存储，避免了计算重复问题，提升效率
        int first = fib(n - 1, map) % constant;
        map.put(n - 1, first);
        int second = fib(n - 2, map) % constant;
        map.put(n - 2, second);
        int res = (first + second) % constant;
        map.put(n, res);
        return res;
    }
}
